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钛合金表面活化与HAP生物涂层的制备及性能研究

作　者: 张东
导　师: 刘斌；王金清
学　校: 兰州大学
专　业: 口腔临床医学
关键词: 钛合金电化学腐蚀微弧氧化改良碱热法羟基磷灰石生物相容性
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

钛合金具有良好的生物安全性,是一种良好的人工种植牙材料,在口腔临床上得到了广泛的使用。但是,钛合金在长期的应用过程中存在着一定的腐蚀,亟需对钛合金进行表面改性处理,以提高其抗腐蚀性能,同时使其更好地与骨组织结合。本论文首先采用电化学方法考察了钛合金在生理盐水(NS)、人工唾液(AS)和模拟人体体液(SBF)中的电化学腐蚀行为,力图模拟钛合金植入人体后的腐蚀状况。在此基础上,采用微弧氧化(MAO)和改良碱热(IAH)法对钛合金表面进行了活化预处理,利用仿生溶液生长法制备了羟基磷灰石(HAP)生物涂层。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能量色散谱(EDS)对HAP生物涂层的表面形貌、物象、组成结构以及Ca、P、Ti三种元素的含量变化进行了分析表征。利用3T3-E1成骨细胞对两种活化方法处理钛合金后制备的HAP生物涂层的细胞附着率、附着形态、增殖及碱性磷酸酶(ALP)活性进行了检测,并通过动物的急性、亚急性毒性试验、口腔黏膜刺激试验、微核试验、溶血试验进一步判定HAP生物涂层的生物相容性。结果表明：钛合金在三种生理电解液中都存在不同程度的腐蚀,尤其在人工唾液中的腐蚀最为严重。在经微弧氧化和改良碱热法活化处理后的钛合金表面上都能制备较好的HAP生物涂层,微弧氧化活化处理后制备的涂层表面形状规则、致密、结构单一。HAP生物涂层上3T3-E1成骨细胞附着率明显高于未处理钛合金上的细胞附着率,并且HAP生物涂层上的成骨细胞增殖率和ALP活性明显高于未处理的钛合金。动物试验表明经两种方法活化处理制备的HAP生物涂层无短期全身毒性、对口腔黏膜无刺激性、无致畸、致癌性、无溶血作用,符合生物材料相容性的要求。总之,采用微弧氧化和改良碱热法活化处理钛合金后制备的HAP生物涂层表现出较好的生物安全性和相容性,有可能成为新型口腔种植材料。

钛合金表面活化与HAP生物涂层的制备及性能研究

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